熱風発生装置
【課題】省スペース化が可能であり、圧縮機の冷凍機油が冷媒循環経路中に混入しても容易に回収でき、さらに保守点検作業を安全かつ容易にできる熱風発生装置を提供する。
【解決手段】圧縮機２２、ガスクーラ２４、膨張弁、及びプレート式熱交換器（水熱源蒸発器）３２ａ、３２ｂを冷媒循環経路上で直列に接続し、これら機器に冷媒を循環させるヒートポンプサイクルを構成し、前記ガスクーラ２４に空気を通風して前記冷媒との熱交換により昇温させて熱風を発生させる熱風発生装置であり、前記圧縮機２２及びプレート式熱交換器３２ａ、３２ｂを含む空間を囲む架台１６を設け、該架台１６上に前記ガスクーラ２４を配置するとともに、前記ガスクーラ２４は、並列に配置された複数のフィンと、複数のフィンの入口側及び出口側に設けられた入口ヘッダ及び出口ヘッダとを備え、前記入口ヘッダ及び出口ヘッダを鉛直に配置する。
【解決手段】圧縮機２２、ガスクーラ２４、膨張弁、及びプレート式熱交換器（水熱源蒸発器）３２ａ、３２ｂを冷媒循環経路上で直列に接続し、これら機器に冷媒を循環させるヒートポンプサイクルを構成し、前記ガスクーラ２４に空気を通風して前記冷媒との熱交換により昇温させて熱風を発生させる熱風発生装置であり、前記圧縮機２２及びプレート式熱交換器３２ａ、３２ｂを含む空間を囲む架台１６を設け、該架台１６上に前記ガスクーラ２４を配置するとともに、前記ガスクーラ２４は、並列に配置された複数のフィンと、複数のフィンの入口側及び出口側に設けられた入口ヘッダ及び出口ヘッダとを備え、前記入口ヘッダ及び出口ヘッダを鉛直に配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱風発生装置に関するものであり、特にＣＯ２を冷媒としヒートポンプサイクルを構成し、ガスクーラに空気を通風して前記冷媒との熱交換により昇温させて熱風を発生させる熱風発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
木材や海産物、工業部品等を乾燥する際には、熱風を用いて乾燥することが知られている。熱風を発生するためには、空気を加熱する必要があり、空気の加熱源としては電気ヒータやスチームヒータ等が用いられている。
【０００３】
しかしながら、前述のように、空気の加熱源として電気ヒータやスチームヒータを用いた場合、設備全体が大型化するとともに、空気を所定の温度に加熱制御するには相当な時間が必要であり、特に高温の空気を必要とする場合にはその時間は長大化する。また、電気ヒータやスチームヒータ及びその周辺機器で断線等の不具合が生じた場合には、修理作業が煩雑であるとともに、修理に要する時間も長時間となる。
【０００４】
また、前記電気ヒータやスチームヒータ等を用いずに、低温のエネルギーを高温のエネルギーに変えることができる熱風発生装置として、ヒートポンプサイクルを構成した熱源を利用して熱風を発生する装置も提案されている。例えば特許文献１には、圧縮機と、冷媒間熱交換器と、膨張弁と、蒸発器とを順次接続して、ＣＯ２冷媒が循環する超臨界ヒートポンプサイクルとしての冷媒回路を構成し、前記冷媒間熱交換器と、ファンコンベクタと、温水を循環させる温水ポンプを順次接続して温水循環回路を構成し、前記ファンコンベクタ本体内を主空気流路と副空気流路とに区画し、前記主空気流路に、主放熱器と、主送風ファンとを設け、前記副空気流路に、一端を温水流出管に接続し、他端を前記主放熱器の流出側に接続した補助放熱器と、補助送風ファンとを設け、前記主放熱器と前記補助放熱器とで温水の熱を放出させて二段階で冷却する熱風発生装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４０６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術においては、冷媒間熱交換器で冷媒であるＣＯ２と温水を熱交換して温水を昇温し、該昇温した温水を用いて熱風を発生させているため、機器点数が多くなり、設備が大型化する。また、ヒートポンプサイクルを構成する各機器の配置については特に工夫がなされておらず、特許文献１に開示された技術をそのまま適用しても省スペース化は困難である。さらに、特許文献１に開示された技術の場合、仮に省スペース化のためにヒートポンプサイクルを構成する各機器を例えばハウジング内などの狭いスペースに収納したとすると、ハウジング内の狭いスペースに作業員の手が届かず、保守点検作業が困難になるという問題がある。
【０００７】
また、機器の配置について工夫がされていないため、圧縮機の潤滑油等の冷凍機油がＣＯ２冷媒回路に混入した場合に、前記冷凍機油を回収することも困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ヒートポンプサイクルを構成するガスクーラに空気を通風して熱風を発生させる熱風発生装置であって、省スペース化が可能であるとともに、ヒートポンプサイクルを構成する圧縮機の潤滑油が冷媒循環経路中に混入しても容易に回収することができ、さらに構成機器の保守点検作業を安全かつ容易にできる熱風発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するため、本発明においては、
圧縮機、ガスクーラ、膨張弁、及び水熱源蒸発器を冷媒循環経路上で直列に接続し、これら機器に冷媒を循環させるヒートポンプサイクルを構成し、前記ガスクーラに空気を通風して前記冷媒との熱交換により昇温させて熱風を発生させる熱風発生装置であって、前記圧縮機及び水熱源蒸発器を含む空間を囲む架台を設け、該架台上に前記ガスクーラを配置するとともに、前記ガスクーラは、並列に配置された複数のチューブと、該複数のチューブの入口側及び出口側に設けられた入口ヘッダ及び出口ヘッダとを備え、前記入口ヘッダ及び出口ヘッダを鉛直に配置したことを特徴とする。
【００１０】
本発明の熱風発生装置では、冷媒と空気とを熱交換することで、特許文献１に開示された技術のように冷媒と空気との熱のやりとり間に温水を介在させる必要がないため、機器点数を削減することができ、省スペース化が可能となる。
また、ガスクーラを圧縮機及び熱交換器を含む空間の上部に架台を介して配置することで、熱風発生装置が配される床面積を低減することができ、省スペース化が可能となる。
【００１１】
また、ガスクーラを前記架台上に配置しているので、冷媒中に圧縮機の潤滑油等の冷凍機油が混入した場合、該冷凍機油は、ガスクーラを形成するチューブ中に堆積せずに重力により下方へ落下しやすくなる。さらに入口ヘッダ及び出口ヘッダを鉛直に配置しているので、前記複数のチューブから冷媒とともに出た冷凍機油が重力によって下方に落ちやすくなる。そのため、冷媒中に混入した冷凍機油は、重力によって下方に落下し、冷媒とともに前記冷媒循環経路中を循環して圧縮機へ回収することができる。
【００１２】
また、前記ガスクーラは、前記複数のチューブが貫通する複数のフィンを備えるプレートフィンチューブ式のガスクーラであり、前記複数のチューブは、前記空気が通風する方向に沿って複数のチューブが並んで複数列を成すとともに、前記複数列それぞれにおいて上下方向に複数のチューブが並んで複数段を成しており、前記複数のフィンはそれぞれ、前記空気が通風する方向に沿って分割された複数の分割フィンから構成され、前記分割フィンは、当該分割フィンよりも前記空気が通風する方向に沿って空気流れ下流側に位置する分割フィン以上の列数の前記チューブが貫通するように構成するとよい。
【００１３】
特に、前記空気流れ最下流側に位置する分割フィンは、１列のチューブのみが貫通するようにするとよい。例えば、ガスクーラが３６列のチューブを有する場合、空気流れ上流から順に貫通するチューブの列数が５列、５列、５列、５列、５列、５列、２列、１列、１列、１列、１列である１１の分割フィンとすることができる。
ガスクーラでは、空気流れ下流側にいくに従い、空気及びチューブ内を流通する冷媒の温度は高く、空気の温度は目的の熱風温度に近くなる。前記フィンを複数の分割フィンから構成することで、同じフィン内であっても分割フィン間の熱の移動を防止することができる。従って、空気流れ下流側にいくに従い、分割フィンを貫通するチューブの列数を小さくする、即ち分割フィンの空気流れ方向の幅を小さくすることで、空気の温度が目的の熱風温度に近い領域では、熱風温度を安定させることができる。
さらに、空気及びチューブ内を流通する冷媒の温度が高い領域ほど、分割フィンの熱膨張は大きくなるが、該熱膨張の大きい領域では分割フィンの幅が小さいため、熱膨張による変形の影響や、熱歪みの影響を小さく抑えることができる。
【００１４】
また、前記圧縮機を前記架台に囲まれた空間の一側面寄りに配置し、前記空間外に引き出し可能とするとともに、前記水熱源蒸発器を前記一側面と対向する側面寄りに配置して前記空間外に引き出し可能に構成するとよい。
前記構成により、保守点検作業の際に、圧縮機を前記架台に囲まれた空間の一側面側から前記空間外に引き出し、水熱源蒸発器を該一側面と対向する側から前記空間外に引き出すことができる。これによって、２面を使って機器の前記空間外への引き出しが可能であるため、保守点検作業が容易になるとともに、保守点検作業に要するスペースを省スペース化できる。
【００１５】
また、前記水熱源蒸発器を並列配置された複数のプレート式熱交換器で構成すると、必要能力を低下させることなく、水熱源蒸発器をコンパクトにできる。
【００１６】
また、冷媒がＣＯ２であり、圧縮機の出口側でＣＯ２が超臨界状態となるヒートポンプサイクルを構成するとよい。これによって、ガスクーラで９０℃を越える用途の広い高温の熱風を高効率で製造可能になる。また、ガスクーラでの冷凍機油回収がさらに容易になる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ヒートポンプサイクルを構成するガスクーラに空気を通風して熱風を発生させる熱風発生装置であって、省スペース化が可能であるとともに、ヒートポンプサイクルを構成する圧縮機の潤滑油が冷媒循環経路中に混入しても容易に回収することができ、さらに構成機器の保守点検作業を安全かつ容易にできる熱風発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例に係る熱風発生装置のフローシートである。
【図２】実施例に係る熱風発生装置の側面図である。
【図３】実施例に係る熱風発生装置の概略平面図である。
【図４】実施例に係るガスクーラの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２０】
図１は、実施例に係る熱風発生装置のフローシートである。実施例に係る熱風発生装置の動作の概略について図１を用いて説明する。
図１において、圧縮機２２には圧縮機２２の回転数を制御するインバータ装置１０４が設けられている。圧縮機２２は、圧縮機２２から吐出されたＣＯ２冷媒が、ＣＯ２の臨界圧力及び臨界温度を超えた高温高圧の超臨界状態となるように運転される。なお、前記超臨界状態のＣＯ２冷媒温度は、所望の熱風温度よりも１０〜１５℃程度高い温度に設定するとよく、例えば１２０℃の熱風を必要とする場合にはＣＯ２冷媒温度を１３０〜１３５℃とするとよい。超臨界状態のＣＯ２冷媒は、圧縮機吐出側冷媒流路１００からガスクーラ２４に達し、ここで空気によって冷却されて凝縮する。ガスクーラに導入される前記空気は、外気や、工場内の他の箇所で使用されて加温された３０〜５０℃程度の空気を用いてもよい。
【００２１】
ガスクーラ２４に供給された空気は、超臨界状態のＣＯ２冷媒と熱交換することによって加熱され、８０〜１２０℃程度の温度の熱風となる。なお、前記熱風の温度調整は、前述のように超臨界状態のＣＯ２冷媒の温度を調整することによって可能である。該熱風は、ガスクーラ２４から排出されて、使用先に送られる。ガスクーラ２４への空気の導入口及び、ガスクーラ２４からの熱風の導出口は、空気の供給元及び熱風の供給先とダクト等を用いて接続する。
【００２２】
ガスクーラ２４の出口側で冷媒流路１００は、分岐流路１０２に分岐する。冷媒流路１００は、分岐流路１０２に分岐した後、さらに２つの分岐流路１００ａ及び１００ｂに分岐し、分岐流路１００ａ及び１００ｂにはそれぞれ膨張弁１０６ａ及び１０６ｂが介設されている。分岐流路１００ａ及び１００ｂは、膨張弁１０６ａ、１０６ｂの下流側で、プレート式熱交換器３２ａ及び３２ｂに接続されている。
【００２３】
プレート式熱交換器３２ａ、３２ｂにはＣＯ２冷媒に蒸発熱源を与える熱源水が熱源給水管３６から分岐管３６ａ及び３６ｂを介して供給される。該熱源水は、例えば地下水であり、あるいは工場で使用された排水等が使用される。分岐流路１００ａ及び１００ｂを流れるＣＯ２冷媒は、膨張弁１０６ａ及び１０６ｂで減圧され、プレート式熱交換器３２ａ、３２ｂで熱源水と熱交換し蒸発潜熱を得て蒸発する。蒸発したＣＯ２冷媒は、プレート式熱交換器３２ａ及び３２ｂの出口側で冷媒流路１００ｃ及び１００ｄに流れ、さらに圧縮機２２に戻される。一方、プレート式熱交換器３２ａ、３２ｂを出た熱源水は、枝管３８ａ及び３８ｂを通って熱源排水管３８に排出される。
なお、成績係数（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ：ＣＯＰ）向上のため、ガスクーラ２４を出て分岐流路１００ａ、１００ｂに分岐する前の冷媒流路１００中のＣＯ２と、冷媒流路１００ｃと１００ｄが合流し圧縮機２２に戻る前の冷媒流路１００中のＣＯ２とを熱交換させる熱交換器を設けることもできる。
【００２４】
ガスクーラ２４から吐出されたＣＯ２冷媒の一部は、分岐流路１０２を通って超臨界タンク２６ａ、２６ｂに分流する。超臨界タンクは２つ設けられており、そのうち１つ又は２つを使用することができる。これにより、冷媒循環路を流れる冷媒量の一部を超臨界タンク２６ａ、２６ｂに貯留することができる。このように、超臨界タンクを設け、冷媒循環路を流れる冷媒量を調節することによって、外気温度等の運転条件の変動があっても、圧縮機入口の過熱度や、圧縮機出口の吐出ガス温度や圧力の変動を抑え、安定した超臨界加熱運転を可能にする。また、超臨界タンクを２つ設けることで、広い温度域の温風発生に対応することができる。さらに、熱風発生装置では、広い温度域の温風発生に対応するためにＣＯ２充填量が多くなる。熱風発生装置を停止する場合には、膨張弁１０６ａ及び１０６ｂを閉、電磁弁１０８を開としてＣＯ２冷媒を超臨界タンクに回収するポンプダウン運転を行う。ポンプダウンによる超臨界タンクへのＣＯ２冷媒回収は超臨界タンク以外の機器の停止中における熱風発生装置周囲環境温度の変動に対して前記装置内圧力を管理する。
【００２５】
超臨界タンク２６の出口側分岐流路１０２は、膨張弁１０６ｂの出口側分岐流路１００ｂに接続されている。なお、超臨界タンク２６の出口側分岐流路を、２つの分岐流路に分岐し、該２つの分岐流路それぞれを膨張弁１０６ａ、１０６ｂの出口側分岐流路１００ａ、１００ｂに接続するようにしてもよい。
また、冷媒タンク２６の上流側及び下流側には流量調整用の電磁弁１０８及び１１０が介設され、上流側流量調整弁１０８によって超臨界タンク２６に流入する冷媒量が調整されると共に、下流側流量調整弁１１０によって超臨界タンク２６から流出する冷媒量が調節される。
【００２６】
図１において、圧縮機２２の入口側冷媒流路１００に温度センサ１１２が設けられている。また、圧縮機２２の吐出側冷媒流路１００に圧力センサ１２８が設けられている。温度センサ１１２の温度及び圧力センサ１２８の圧力をコントローラ１３０に入力し、コントローラ１３０により、圧縮機２２の吐出圧力に対応する飽和温度と、圧縮機２２へのＣＯ２冷媒の吸入温度の差が一定となるように、膨張弁１０６ａ及び１０６ｂの開度を調節し、プレート式熱交換器３２ａ、３２ｂへのＣＯ２冷媒供給量を調整する。また、必要に応じて電磁弁１０８、１１０の開度も調節する。
【００２７】
次に、図２及び図３を用いて、本実施例に係る熱風発生装置１０の全体構成を説明する。図２は、本実施例に係る熱風発生装置の側面図であり、図３は、本実施例に係る熱風発生装置の概略平面図である。但し、図３においては、ガスクーラ及び配管類の記載を省略している。
熱風発生装置１０には、その底面を構成し平坦面を有する基板１４が設けられている。基板１４の上部には、空間１２が位置し、該空間１２内には基板１４上に圧縮機２２及びプレート式熱交換器３２ａ、３２ｂが配置されている。なお、圧縮機２２は、空間１２の右側面側（図２における右側であり、図３における下側）に配置され、プレート式熱交換器３２ａ、３２ｂは前記右側面側と対向する左側面側（図２における左側であり、図３における上側）に配置されており、圧縮機２２及びプレート式熱交換器３２ａ、３２ｂはそれぞれ、前記配置された側の側面から前記空間１２外へ引き出せるように構成されている。このようにして圧縮機２２及びプレート式熱交換器３２ａ、３２ｂを配置することにより、保守点検作業の際に、圧縮機２２を前記空間１２の右側面側から空間１２外に引き出し、プレート式熱交換器３２ａ、３２ｂを左側面側から空間１２外に引き出すことができる。従って、２面を使って機器の前記空間外への引き出しが可能であるため、保守点検作業が容易になるとともに、保守点検作業に要するスペースを省スペース化できる。
【００２８】
圧縮機２２及びプレート式熱交換器３２ａ、３２ｂを含む空間１２は、架台１６で囲まれている。架台１６は、圧縮機２２及びプレート式熱交換器３２ａ、３２ｂの全体を囲むことができる大きさ及び形状を有し、且つガスクーラ２４を上に載せることができる強度を有する必要がある。
【００２９】
また、超臨界タンク２６ａ及び２６ｂは前記空間１２を囲む架台１６の外側に設けられている。本実施例においては超臨界タンク２６ａ及び２６ｂを架台１６の外側に設けているが、圧縮機２２及びプレート式熱交換器３２ａ、３２ｂの空間１２外への引き出しの邪魔にならず、架台１６が極度に大きくならない場合には、架台１６内に設けてもよい。
【００３０】
さらに、架台１６の上にはガスクーラ２４を載置して固定している。ガスクーラ２４を架台１６の上に載置して固定することで省スペース化が可能となる。
【００３１】
次に図４を用いてガスクーラ２４の構成について説明する。図４は、ガスクーラ２４の斜視図である。
ガスクーラ２４は、複数のチューブ４８と、チューブ４８が貫通する複数のフィン４６とを備えるプレートフィンチューブ式のガスクーラである。
前記複数のチューブ４８は、空気が通風する方向に沿って複数のチューブが並んで複数列（本実施例においては３６列）を成すとともに、前記複数列それぞれにおいて上下方向に複数のチューブ（本実施例においては一部図示省略しているが４５段）が並んで複数段を成している。ガスクーラ２４の入口、出口にはそれぞれ鉛直に設置された入口ヘッダ４２、出口ヘッダ４４が設けられている。入口ヘッダ４２は圧縮機２２の吐出側に接続されており、出口ヘッダ４４は、図１に示したような分岐通路１０２、１００ａ、１００ｂに分岐するラインに接続される。
【００３２】
また、複数のフィン４６は、空気が通風する方向に沿って分割された複数の分割フィンから構成されており、本実施例においては、空気流れ上流から順に貫通するチューブの列数がそれぞれ５列、５列、５列、５列、５列、５列、２列、１列、１列、１列、１列である１１の分割フィンから構成されている。
【００３３】
このように構成されたガスクーラ２４において、熱風を発生させる際には、空気側は、複数のフィン４６間に被加熱媒体である空気を通流させる。一方冷媒側は、圧縮機２２の吐出より供給される超臨界状態のＣＯ２冷媒を入口ヘッダ４２内に供給する。入口ヘッダ４２に供給された超臨界状態のＣＯ２冷媒は、チューブ４８ａ、４８ｂ、４８ｃ…に分配供給され、複数のフィン４６間を通流する空気と熱交換して熱風を発生させ、出口ヘッダ４４に排出される。出口ヘッダ４４に排出されたＣＯ２冷媒は、図１に示したフローシートに従って下流機器へと供給される。
【００３４】
なお、チューブ４８ａは空気流れ方向最下流の列で複数のフィン４６を貫通し、折り返し通路４９ａを介して、空気流れ方向最下流から２列目で複数のフィン４６を貫通する４８ａ２に接続される。以上のようにして折り返し通路４９ａ、４９ａ２…と、チューブ４８ａ、４８ａ２…とを繰り返し接続することにより、チューブ４８ａに導入されたＣＯ２冷媒は、３６列すべてで複数のフィン４６を貫通するチューブ内を通過し出口ヘッダ４４に排出される。チューブ４８ｂ、４８ｃ…も同様である。
【００３５】
ガスクーラ２４では、空気流れ下流側にいくに従い、空気及びチューブ内を流通する冷媒の温度は高く、空気の温度は目的の熱風温度に近くなる。前記フィン４６を複数の分割フィンから構成することで、同じフィン内であっても分割フィン間の熱の移動を防止することができる。従って、空気流れ下流側にいくに従い、分割フィンを貫通するチューブの列数を小さくする、即ち分割フィンの空気流れ方向の幅を小さくすることで、空気の温度が目的の熱風温度に近い領域では、熱風温度を安定させることができる。
さらに、空気及びチューブ内を流通する冷媒の温度が高い領域ほど、分割フィンの熱膨張は大きくなるが、該熱膨張の大きい領域では分割フィンの幅が小さいため、熱膨張による変形の影響や、熱歪みの影響を小さく抑えることができる。
【００３６】
また、架台１６を設けてガスクーラ２４を上流機器である圧縮機２２や、下流機器であるプレート式熱交換器３２ａ、３２ｂよりも上側に設置しているとともに、入口ヘッダ４２及び出口ヘッダ４４を鉛直に設けている。そのため、ＣＯ２冷媒中に圧縮機の潤滑油等の冷凍機油が混入した場合であっても、該冷凍機油は、ガスクーラを形成するチューブ中に堆積せずに重力により下方に落下しやすくなる。従って、冷媒中に混入した冷凍機油を、重力によって下方に落下させ、冷媒とともに前記冷媒循環経路中を循環して圧縮機へ回収することができる。
【００３７】
また、前記ＣＯ２冷媒の循環する配管類、特にガスクーラ２４を構成するチューブをステンレス製とすると、配管類の肉厚を薄くすることができ、装置全体の軽量化が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
ヒートポンプサイクルを構成するガスクーラに空気を通風して熱風を発生させる熱風発生装置であって、省スペース化が可能であるとともに、ヒートポンプサイクルを構成する圧縮機の潤滑油等の冷凍機油が冷媒循環経路中に混入しても容易に回収することができ、さらに構成機器の保守点検作業を安全かつ容易にできる熱風発生装置として使用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０ 熱風発生装置
１２ 空間
１４ 基板
１６ 架台
２２ 圧縮機
２４ ガスクーラ
２５ａ、２５ｂ ダクト
２６ａ、２６ｂ 冷媒タンク
３２ａ、３２ｂ プレート式熱交換器（水熱源蒸発器）
３６ 熱源給水管
３８ 熱源排水管
４２ 入口ヘッダ
４４ 出口ヘッダ
４６ フィン
４８ チューブ
１０８、１１０ 電磁弁
１１２ 温度センサ
１２８ 圧力センサ
１３０ コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱風発生装置に関するものであり、特にＣＯ２を冷媒としヒートポンプサイクルを構成し、ガスクーラに空気を通風して前記冷媒との熱交換により昇温させて熱風を発生させる熱風発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
木材や海産物、工業部品等を乾燥する際には、熱風を用いて乾燥することが知られている。熱風を発生するためには、空気を加熱する必要があり、空気の加熱源としては電気ヒータやスチームヒータ等が用いられている。
【０００３】
しかしながら、前述のように、空気の加熱源として電気ヒータやスチームヒータを用いた場合、設備全体が大型化するとともに、空気を所定の温度に加熱制御するには相当な時間が必要であり、特に高温の空気を必要とする場合にはその時間は長大化する。また、電気ヒータやスチームヒータ及びその周辺機器で断線等の不具合が生じた場合には、修理作業が煩雑であるとともに、修理に要する時間も長時間となる。
【０００４】
また、前記電気ヒータやスチームヒータ等を用いずに、低温のエネルギーを高温のエネルギーに変えることができる熱風発生装置として、ヒートポンプサイクルを構成した熱源を利用して熱風を発生する装置も提案されている。例えば特許文献１には、圧縮機と、冷媒間熱交換器と、膨張弁と、蒸発器とを順次接続して、ＣＯ２冷媒が循環する超臨界ヒートポンプサイクルとしての冷媒回路を構成し、前記冷媒間熱交換器と、ファンコンベクタと、温水を循環させる温水ポンプを順次接続して温水循環回路を構成し、前記ファンコンベクタ本体内を主空気流路と副空気流路とに区画し、前記主空気流路に、主放熱器と、主送風ファンとを設け、前記副空気流路に、一端を温水流出管に接続し、他端を前記主放熱器の流出側に接続した補助放熱器と、補助送風ファンとを設け、前記主放熱器と前記補助放熱器とで温水の熱を放出させて二段階で冷却する熱風発生装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４０６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術においては、冷媒間熱交換器で冷媒であるＣＯ２と温水を熱交換して温水を昇温し、該昇温した温水を用いて熱風を発生させているため、機器点数が多くなり、設備が大型化する。また、ヒートポンプサイクルを構成する各機器の配置については特に工夫がなされておらず、特許文献１に開示された技術をそのまま適用しても省スペース化は困難である。さらに、特許文献１に開示された技術の場合、仮に省スペース化のためにヒートポンプサイクルを構成する各機器を例えばハウジング内などの狭いスペースに収納したとすると、ハウジング内の狭いスペースに作業員の手が届かず、保守点検作業が困難になるという問題がある。
【０００７】
また、機器の配置について工夫がされていないため、圧縮機の潤滑油等の冷凍機油がＣＯ２冷媒回路に混入した場合に、前記冷凍機油を回収することも困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ヒートポンプサイクルを構成するガスクーラに空気を通風して熱風を発生させる熱風発生装置であって、省スペース化が可能であるとともに、ヒートポンプサイクルを構成する圧縮機の潤滑油が冷媒循環経路中に混入しても容易に回収することができ、さらに構成機器の保守点検作業を安全かつ容易にできる熱風発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するため、本発明においては、
圧縮機、ガスクーラ、膨張弁、及び水熱源蒸発器を冷媒循環経路上で直列に接続し、これら機器に冷媒を循環させるヒートポンプサイクルを構成し、前記ガスクーラに空気を通風して前記冷媒との熱交換により昇温させて熱風を発生させる熱風発生装置であって、前記圧縮機及び水熱源蒸発器を含む空間を囲む架台を設け、該架台上に前記ガスクーラを配置するとともに、前記ガスクーラは、並列に配置された複数のチューブと、該複数のチューブの入口側及び出口側に設けられた入口ヘッダ及び出口ヘッダとを備え、前記入口ヘッダ及び出口ヘッダを鉛直に配置したことを特徴とする。
【００１０】
本発明の熱風発生装置では、冷媒と空気とを熱交換することで、特許文献１に開示された技術のように冷媒と空気との熱のやりとり間に温水を介在させる必要がないため、機器点数を削減することができ、省スペース化が可能となる。
また、ガスクーラを圧縮機及び熱交換器を含む空間の上部に架台を介して配置することで、熱風発生装置が配される床面積を低減することができ、省スペース化が可能となる。
【００１１】
また、ガスクーラを前記架台上に配置しているので、冷媒中に圧縮機の潤滑油等の冷凍機油が混入した場合、該冷凍機油は、ガスクーラを形成するチューブ中に堆積せずに重力により下方へ落下しやすくなる。さらに入口ヘッダ及び出口ヘッダを鉛直に配置しているので、前記複数のチューブから冷媒とともに出た冷凍機油が重力によって下方に落ちやすくなる。そのため、冷媒中に混入した冷凍機油は、重力によって下方に落下し、冷媒とともに前記冷媒循環経路中を循環して圧縮機へ回収することができる。
【００１２】
また、前記ガスクーラは、前記複数のチューブが貫通する複数のフィンを備えるプレートフィンチューブ式のガスクーラであり、前記複数のチューブは、前記空気が通風する方向に沿って複数のチューブが並んで複数列を成すとともに、前記複数列それぞれにおいて上下方向に複数のチューブが並んで複数段を成しており、前記複数のフィンはそれぞれ、前記空気が通風する方向に沿って分割された複数の分割フィンから構成され、前記分割フィンは、当該分割フィンよりも前記空気が通風する方向に沿って空気流れ下流側に位置する分割フィン以上の列数の前記チューブが貫通するように構成するとよい。
【００１３】
特に、前記空気流れ最下流側に位置する分割フィンは、１列のチューブのみが貫通するようにするとよい。例えば、ガスクーラが３６列のチューブを有する場合、空気流れ上流から順に貫通するチューブの列数が５列、５列、５列、５列、５列、５列、２列、１列、１列、１列、１列である１１の分割フィンとすることができる。
ガスクーラでは、空気流れ下流側にいくに従い、空気及びチューブ内を流通する冷媒の温度は高く、空気の温度は目的の熱風温度に近くなる。前記フィンを複数の分割フィンから構成することで、同じフィン内であっても分割フィン間の熱の移動を防止することができる。従って、空気流れ下流側にいくに従い、分割フィンを貫通するチューブの列数を小さくする、即ち分割フィンの空気流れ方向の幅を小さくすることで、空気の温度が目的の熱風温度に近い領域では、熱風温度を安定させることができる。
さらに、空気及びチューブ内を流通する冷媒の温度が高い領域ほど、分割フィンの熱膨張は大きくなるが、該熱膨張の大きい領域では分割フィンの幅が小さいため、熱膨張による変形の影響や、熱歪みの影響を小さく抑えることができる。
【００１４】
また、前記圧縮機を前記架台に囲まれた空間の一側面寄りに配置し、前記空間外に引き出し可能とするとともに、前記水熱源蒸発器を前記一側面と対向する側面寄りに配置して前記空間外に引き出し可能に構成するとよい。
前記構成により、保守点検作業の際に、圧縮機を前記架台に囲まれた空間の一側面側から前記空間外に引き出し、水熱源蒸発器を該一側面と対向する側から前記空間外に引き出すことができる。これによって、２面を使って機器の前記空間外への引き出しが可能であるため、保守点検作業が容易になるとともに、保守点検作業に要するスペースを省スペース化できる。
【００１５】
また、前記水熱源蒸発器を並列配置された複数のプレート式熱交換器で構成すると、必要能力を低下させることなく、水熱源蒸発器をコンパクトにできる。
【００１６】
また、冷媒がＣＯ２であり、圧縮機の出口側でＣＯ２が超臨界状態となるヒートポンプサイクルを構成するとよい。これによって、ガスクーラで９０℃を越える用途の広い高温の熱風を高効率で製造可能になる。また、ガスクーラでの冷凍機油回収がさらに容易になる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ヒートポンプサイクルを構成するガスクーラに空気を通風して熱風を発生させる熱風発生装置であって、省スペース化が可能であるとともに、ヒートポンプサイクルを構成する圧縮機の潤滑油が冷媒循環経路中に混入しても容易に回収することができ、さらに構成機器の保守点検作業を安全かつ容易にできる熱風発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例に係る熱風発生装置のフローシートである。
【図２】実施例に係る熱風発生装置の側面図である。
【図３】実施例に係る熱風発生装置の概略平面図である。
【図４】実施例に係るガスクーラの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２０】
図１は、実施例に係る熱風発生装置のフローシートである。実施例に係る熱風発生装置の動作の概略について図１を用いて説明する。
図１において、圧縮機２２には圧縮機２２の回転数を制御するインバータ装置１０４が設けられている。圧縮機２２は、圧縮機２２から吐出されたＣＯ２冷媒が、ＣＯ２の臨界圧力及び臨界温度を超えた高温高圧の超臨界状態となるように運転される。なお、前記超臨界状態のＣＯ２冷媒温度は、所望の熱風温度よりも１０〜１５℃程度高い温度に設定するとよく、例えば１２０℃の熱風を必要とする場合にはＣＯ２冷媒温度を１３０〜１３５℃とするとよい。超臨界状態のＣＯ２冷媒は、圧縮機吐出側冷媒流路１００からガスクーラ２４に達し、ここで空気によって冷却されて凝縮する。ガスクーラに導入される前記空気は、外気や、工場内の他の箇所で使用されて加温された３０〜５０℃程度の空気を用いてもよい。
【００２１】
ガスクーラ２４に供給された空気は、超臨界状態のＣＯ２冷媒と熱交換することによって加熱され、８０〜１２０℃程度の温度の熱風となる。なお、前記熱風の温度調整は、前述のように超臨界状態のＣＯ２冷媒の温度を調整することによって可能である。該熱風は、ガスクーラ２４から排出されて、使用先に送られる。ガスクーラ２４への空気の導入口及び、ガスクーラ２４からの熱風の導出口は、空気の供給元及び熱風の供給先とダクト等を用いて接続する。
【００２２】
ガスクーラ２４の出口側で冷媒流路１００は、分岐流路１０２に分岐する。冷媒流路１００は、分岐流路１０２に分岐した後、さらに２つの分岐流路１００ａ及び１００ｂに分岐し、分岐流路１００ａ及び１００ｂにはそれぞれ膨張弁１０６ａ及び１０６ｂが介設されている。分岐流路１００ａ及び１００ｂは、膨張弁１０６ａ、１０６ｂの下流側で、プレート式熱交換器３２ａ及び３２ｂに接続されている。
【００２３】
プレート式熱交換器３２ａ、３２ｂにはＣＯ２冷媒に蒸発熱源を与える熱源水が熱源給水管３６から分岐管３６ａ及び３６ｂを介して供給される。該熱源水は、例えば地下水であり、あるいは工場で使用された排水等が使用される。分岐流路１００ａ及び１００ｂを流れるＣＯ２冷媒は、膨張弁１０６ａ及び１０６ｂで減圧され、プレート式熱交換器３２ａ、３２ｂで熱源水と熱交換し蒸発潜熱を得て蒸発する。蒸発したＣＯ２冷媒は、プレート式熱交換器３２ａ及び３２ｂの出口側で冷媒流路１００ｃ及び１００ｄに流れ、さらに圧縮機２２に戻される。一方、プレート式熱交換器３２ａ、３２ｂを出た熱源水は、枝管３８ａ及び３８ｂを通って熱源排水管３８に排出される。
なお、成績係数（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ：ＣＯＰ）向上のため、ガスクーラ２４を出て分岐流路１００ａ、１００ｂに分岐する前の冷媒流路１００中のＣＯ２と、冷媒流路１００ｃと１００ｄが合流し圧縮機２２に戻る前の冷媒流路１００中のＣＯ２とを熱交換させる熱交換器を設けることもできる。
【００２４】
ガスクーラ２４から吐出されたＣＯ２冷媒の一部は、分岐流路１０２を通って超臨界タンク２６ａ、２６ｂに分流する。超臨界タンクは２つ設けられており、そのうち１つ又は２つを使用することができる。これにより、冷媒循環路を流れる冷媒量の一部を超臨界タンク２６ａ、２６ｂに貯留することができる。このように、超臨界タンクを設け、冷媒循環路を流れる冷媒量を調節することによって、外気温度等の運転条件の変動があっても、圧縮機入口の過熱度や、圧縮機出口の吐出ガス温度や圧力の変動を抑え、安定した超臨界加熱運転を可能にする。また、超臨界タンクを２つ設けることで、広い温度域の温風発生に対応することができる。さらに、熱風発生装置では、広い温度域の温風発生に対応するためにＣＯ２充填量が多くなる。熱風発生装置を停止する場合には、膨張弁１０６ａ及び１０６ｂを閉、電磁弁１０８を開としてＣＯ２冷媒を超臨界タンクに回収するポンプダウン運転を行う。ポンプダウンによる超臨界タンクへのＣＯ２冷媒回収は超臨界タンク以外の機器の停止中における熱風発生装置周囲環境温度の変動に対して前記装置内圧力を管理する。
【００２５】
超臨界タンク２６の出口側分岐流路１０２は、膨張弁１０６ｂの出口側分岐流路１００ｂに接続されている。なお、超臨界タンク２６の出口側分岐流路を、２つの分岐流路に分岐し、該２つの分岐流路それぞれを膨張弁１０６ａ、１０６ｂの出口側分岐流路１００ａ、１００ｂに接続するようにしてもよい。
また、冷媒タンク２６の上流側及び下流側には流量調整用の電磁弁１０８及び１１０が介設され、上流側流量調整弁１０８によって超臨界タンク２６に流入する冷媒量が調整されると共に、下流側流量調整弁１１０によって超臨界タンク２６から流出する冷媒量が調節される。
【００２６】
図１において、圧縮機２２の入口側冷媒流路１００に温度センサ１１２が設けられている。また、圧縮機２２の吐出側冷媒流路１００に圧力センサ１２８が設けられている。温度センサ１１２の温度及び圧力センサ１２８の圧力をコントローラ１３０に入力し、コントローラ１３０により、圧縮機２２の吐出圧力に対応する飽和温度と、圧縮機２２へのＣＯ２冷媒の吸入温度の差が一定となるように、膨張弁１０６ａ及び１０６ｂの開度を調節し、プレート式熱交換器３２ａ、３２ｂへのＣＯ２冷媒供給量を調整する。また、必要に応じて電磁弁１０８、１１０の開度も調節する。
【００２７】
次に、図２及び図３を用いて、本実施例に係る熱風発生装置１０の全体構成を説明する。図２は、本実施例に係る熱風発生装置の側面図であり、図３は、本実施例に係る熱風発生装置の概略平面図である。但し、図３においては、ガスクーラ及び配管類の記載を省略している。
熱風発生装置１０には、その底面を構成し平坦面を有する基板１４が設けられている。基板１４の上部には、空間１２が位置し、該空間１２内には基板１４上に圧縮機２２及びプレート式熱交換器３２ａ、３２ｂが配置されている。なお、圧縮機２２は、空間１２の右側面側（図２における右側であり、図３における下側）に配置され、プレート式熱交換器３２ａ、３２ｂは前記右側面側と対向する左側面側（図２における左側であり、図３における上側）に配置されており、圧縮機２２及びプレート式熱交換器３２ａ、３２ｂはそれぞれ、前記配置された側の側面から前記空間１２外へ引き出せるように構成されている。このようにして圧縮機２２及びプレート式熱交換器３２ａ、３２ｂを配置することにより、保守点検作業の際に、圧縮機２２を前記空間１２の右側面側から空間１２外に引き出し、プレート式熱交換器３２ａ、３２ｂを左側面側から空間１２外に引き出すことができる。従って、２面を使って機器の前記空間外への引き出しが可能であるため、保守点検作業が容易になるとともに、保守点検作業に要するスペースを省スペース化できる。
【００２８】
圧縮機２２及びプレート式熱交換器３２ａ、３２ｂを含む空間１２は、架台１６で囲まれている。架台１６は、圧縮機２２及びプレート式熱交換器３２ａ、３２ｂの全体を囲むことができる大きさ及び形状を有し、且つガスクーラ２４を上に載せることができる強度を有する必要がある。
【００２９】
また、超臨界タンク２６ａ及び２６ｂは前記空間１２を囲む架台１６の外側に設けられている。本実施例においては超臨界タンク２６ａ及び２６ｂを架台１６の外側に設けているが、圧縮機２２及びプレート式熱交換器３２ａ、３２ｂの空間１２外への引き出しの邪魔にならず、架台１６が極度に大きくならない場合には、架台１６内に設けてもよい。
【００３０】
さらに、架台１６の上にはガスクーラ２４を載置して固定している。ガスクーラ２４を架台１６の上に載置して固定することで省スペース化が可能となる。
【００３１】
次に図４を用いてガスクーラ２４の構成について説明する。図４は、ガスクーラ２４の斜視図である。
ガスクーラ２４は、複数のチューブ４８と、チューブ４８が貫通する複数のフィン４６とを備えるプレートフィンチューブ式のガスクーラである。
前記複数のチューブ４８は、空気が通風する方向に沿って複数のチューブが並んで複数列（本実施例においては３６列）を成すとともに、前記複数列それぞれにおいて上下方向に複数のチューブ（本実施例においては一部図示省略しているが４５段）が並んで複数段を成している。ガスクーラ２４の入口、出口にはそれぞれ鉛直に設置された入口ヘッダ４２、出口ヘッダ４４が設けられている。入口ヘッダ４２は圧縮機２２の吐出側に接続されており、出口ヘッダ４４は、図１に示したような分岐通路１０２、１００ａ、１００ｂに分岐するラインに接続される。
【００３２】
また、複数のフィン４６は、空気が通風する方向に沿って分割された複数の分割フィンから構成されており、本実施例においては、空気流れ上流から順に貫通するチューブの列数がそれぞれ５列、５列、５列、５列、５列、５列、２列、１列、１列、１列、１列である１１の分割フィンから構成されている。
【００３３】
このように構成されたガスクーラ２４において、熱風を発生させる際には、空気側は、複数のフィン４６間に被加熱媒体である空気を通流させる。一方冷媒側は、圧縮機２２の吐出より供給される超臨界状態のＣＯ２冷媒を入口ヘッダ４２内に供給する。入口ヘッダ４２に供給された超臨界状態のＣＯ２冷媒は、チューブ４８ａ、４８ｂ、４８ｃ…に分配供給され、複数のフィン４６間を通流する空気と熱交換して熱風を発生させ、出口ヘッダ４４に排出される。出口ヘッダ４４に排出されたＣＯ２冷媒は、図１に示したフローシートに従って下流機器へと供給される。
【００３４】
なお、チューブ４８ａは空気流れ方向最下流の列で複数のフィン４６を貫通し、折り返し通路４９ａを介して、空気流れ方向最下流から２列目で複数のフィン４６を貫通する４８ａ２に接続される。以上のようにして折り返し通路４９ａ、４９ａ２…と、チューブ４８ａ、４８ａ２…とを繰り返し接続することにより、チューブ４８ａに導入されたＣＯ２冷媒は、３６列すべてで複数のフィン４６を貫通するチューブ内を通過し出口ヘッダ４４に排出される。チューブ４８ｂ、４８ｃ…も同様である。
【００３５】
ガスクーラ２４では、空気流れ下流側にいくに従い、空気及びチューブ内を流通する冷媒の温度は高く、空気の温度は目的の熱風温度に近くなる。前記フィン４６を複数の分割フィンから構成することで、同じフィン内であっても分割フィン間の熱の移動を防止することができる。従って、空気流れ下流側にいくに従い、分割フィンを貫通するチューブの列数を小さくする、即ち分割フィンの空気流れ方向の幅を小さくすることで、空気の温度が目的の熱風温度に近い領域では、熱風温度を安定させることができる。
さらに、空気及びチューブ内を流通する冷媒の温度が高い領域ほど、分割フィンの熱膨張は大きくなるが、該熱膨張の大きい領域では分割フィンの幅が小さいため、熱膨張による変形の影響や、熱歪みの影響を小さく抑えることができる。
【００３６】
また、架台１６を設けてガスクーラ２４を上流機器である圧縮機２２や、下流機器であるプレート式熱交換器３２ａ、３２ｂよりも上側に設置しているとともに、入口ヘッダ４２及び出口ヘッダ４４を鉛直に設けている。そのため、ＣＯ２冷媒中に圧縮機の潤滑油等の冷凍機油が混入した場合であっても、該冷凍機油は、ガスクーラを形成するチューブ中に堆積せずに重力により下方に落下しやすくなる。従って、冷媒中に混入した冷凍機油を、重力によって下方に落下させ、冷媒とともに前記冷媒循環経路中を循環して圧縮機へ回収することができる。
【００３７】
また、前記ＣＯ２冷媒の循環する配管類、特にガスクーラ２４を構成するチューブをステンレス製とすると、配管類の肉厚を薄くすることができ、装置全体の軽量化が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
ヒートポンプサイクルを構成するガスクーラに空気を通風して熱風を発生させる熱風発生装置であって、省スペース化が可能であるとともに、ヒートポンプサイクルを構成する圧縮機の潤滑油等の冷凍機油が冷媒循環経路中に混入しても容易に回収することができ、さらに構成機器の保守点検作業を安全かつ容易にできる熱風発生装置として使用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０ 熱風発生装置
１２ 空間
１４ 基板
１６ 架台
２２ 圧縮機
２４ ガスクーラ
２５ａ、２５ｂ ダクト
２６ａ、２６ｂ 冷媒タンク
３２ａ、３２ｂ プレート式熱交換器（水熱源蒸発器）
３６ 熱源給水管
３８ 熱源排水管
４２ 入口ヘッダ
４４ 出口ヘッダ
４６ フィン
４８ チューブ
１０８、１１０ 電磁弁
１１２ 温度センサ
１２８ 圧力センサ
１３０ コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、ガスクーラ、膨張弁、及び水熱源蒸発器を冷媒循環経路上で直列に接続し、これら機器に冷媒を循環させるヒートポンプサイクルを構成し、前記ガスクーラに空気を通風して前記冷媒との熱交換により昇温させて熱風を発生させる熱風発生装置であって、
前記圧縮機及び水熱源蒸発器を含む空間を囲む架台を設け、該架台上に前記ガスクーラを配置するとともに、
前記ガスクーラは、並列に配置された複数のフィンと、該複数のフィンの入口側及び出口側に設けられた入口ヘッダ及び出口ヘッダとを備え、前記入口ヘッダ及び出口ヘッダを鉛直に配置したことを特徴とする熱風発生装置。
【請求項２】
前記ガスクーラは、前記複数のチューブが貫通する複数のフィンを備えるプレートフィンチューブ式のガスクーラであり、
前記複数のチューブは、前記空気が通風する方向に沿って複数のチューブが並んで複数列を成すとともに、前記複数列それぞれにおいて上下方向に複数のチューブが並んで複数段を成しており、
前記複数のフィンはそれぞれ、前記空気が通風する方向に沿って分割された複数の分割フィンから構成され、
前記分割フィンは、当該分割フィンよりも前記空気が通風する方向に沿って空気流れ下流側に位置する分割フィン以上の列数の前記チューブが貫通していることを特徴とする請求項１記載の熱風発生装置。
【請求項３】
前記圧縮機を前記架台に囲まれた空間の一側面寄りに配置し、前記空間外に引き出し可能とするとともに、前記水熱源蒸発器を前記一側面と対向する側面寄りに配置して前記空間外に引き出し可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の熱風発生装置。
【請求項４】
前記水熱源蒸発器が並列配置された複数のプレート式熱交換器で構成されていることを特徴とする請求項１記載の熱風発生装置。
【請求項５】
前記冷媒がＣＯ２であり、前記圧縮機の出口側でＣＯ２が超臨界状態となるヒートポンプサイクルを構成することを特徴とする請求項１記載の熱風発生装置。
【請求項１】
圧縮機、ガスクーラ、膨張弁、及び水熱源蒸発器を冷媒循環経路上で直列に接続し、これら機器に冷媒を循環させるヒートポンプサイクルを構成し、前記ガスクーラに空気を通風して前記冷媒との熱交換により昇温させて熱風を発生させる熱風発生装置であって、
前記圧縮機及び水熱源蒸発器を含む空間を囲む架台を設け、該架台上に前記ガスクーラを配置するとともに、
前記ガスクーラは、並列に配置された複数のフィンと、該複数のフィンの入口側及び出口側に設けられた入口ヘッダ及び出口ヘッダとを備え、前記入口ヘッダ及び出口ヘッダを鉛直に配置したことを特徴とする熱風発生装置。
【請求項２】
前記ガスクーラは、前記複数のチューブが貫通する複数のフィンを備えるプレートフィンチューブ式のガスクーラであり、
前記複数のチューブは、前記空気が通風する方向に沿って複数のチューブが並んで複数列を成すとともに、前記複数列それぞれにおいて上下方向に複数のチューブが並んで複数段を成しており、
前記複数のフィンはそれぞれ、前記空気が通風する方向に沿って分割された複数の分割フィンから構成され、
前記分割フィンは、当該分割フィンよりも前記空気が通風する方向に沿って空気流れ下流側に位置する分割フィン以上の列数の前記チューブが貫通していることを特徴とする請求項１記載の熱風発生装置。
【請求項３】
前記圧縮機を前記架台に囲まれた空間の一側面寄りに配置し、前記空間外に引き出し可能とするとともに、前記水熱源蒸発器を前記一側面と対向する側面寄りに配置して前記空間外に引き出し可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の熱風発生装置。
【請求項４】
前記水熱源蒸発器が並列配置された複数のプレート式熱交換器で構成されていることを特徴とする請求項１記載の熱風発生装置。
【請求項５】
前記冷媒がＣＯ２であり、前記圧縮機の出口側でＣＯ２が超臨界状態となるヒートポンプサイクルを構成することを特徴とする請求項１記載の熱風発生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２８１５５３（Ｐ２０１０−２８１５５３Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３７７４３（Ｐ２００９−１３７７４３）
【出願日】平成２１年６月８日（２００９．６．８）
【出願人】（０００１４８３５７）株式会社前川製作所 (267)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月８日（２００９．６．８）
【出願人】（０００１４８３５７）株式会社前川製作所 (267)
【Ｆターム（参考）】
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